分子轨道理论，简称MO理论，是处理双原子分子及多原子分子结构的一种有效的近似方法，是化学键理论的重要内容。它与价键理论不同，后者着重于用原子轨道的重组杂化成键来理解化学，而前者则注重于分子轨道的了解，即认为分子中的电子围绕整个分子运动。
氟气 是一种双原子分子 单质 ，其分子由两个氟原子组成。
双原子碳，是高温下碳单质的一种双原子分子存在形式，分子式为C2，在碳蒸汽中存在，可通过电弧制备，在彗星, 恒星大气层, 和星际物质中，以及蓝色的烃火焰中也存在。
一氯化钙是一种不稳定的双原子分子，其中化学键具有强的离子性。1953年报道了一种固体的组成为CaCl，然而后来试图重现这项工作都失败了。CaCl在碳星大气中被观测到。
氦二聚体是一种由范德华力键合的化合物，化学式He2。它包含了2个氦原子。它是最大的双原子分子，有5200皮米大。。氦二聚体的键能非常弱，只要分子一旋转或震动到一定程度，氦二聚体分子就可能分解。因此，它只能在低温存在。
二硫又称双原子硫，是一种由硫构成的双原子分子，其化学式为S2。
二硫是结构最简单的硫分子。其与氧气分子结构类似，但在室温下不易存在，是一个不稳定分子，并具有高反应性，其为含硫物质燃烧过程中重要的活性中间体。这种物质在高温低压下的外观为蓝紫色气体，并且为热硫蒸气中的主要成分之一。这种气体是木卫一大气的次要成分之一。
氘化氢是由氢的两个同位素：H和H 形成的双原子分子。其适当的分子式为HH，但为简化起见，通常写为HD。
分子轨道理论，简称MO理论，是处理双原子分子及多原子分子结构的一种有效的近似方法，是化学键理论的重要内容。它与价键理论不同，后者着重于用原子轨道的重组杂化成键来理解化学，而前者则注重于分子轨道的了解，即认为分子中的电子围绕整个分子运动。
一氯化钙是一种不稳定的双原子分子，其中化学键具有强的离子性。1953年报道了一种固体的组成为CaCl，然而后来试图重现这项工作都失败了。CaCl在碳星大气中被观测到。
以物理学家Philip M. Morse的名字命名的Morse势是一种对于双原子分子间势能的简易解析模型。 一方面，对Morse势求解薛定谔方程具有解析解，方便分析问题；另一方面，由于它隐含地包括了键断裂这种现象，对于分子振动的微细结构的具有良好的近似。Morse势包含有谐振子模型所缺乏的特性，那就是非成键态。相对量子谐振子模型，Morse势更加真实，因为它能够描述非谐效应，倍频，以及组合频率。倍频发生在n +/- 2或更大的跃迁的时候，而组合频率则来源于添加或除去两个或更多个模型。
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